JP2005031037A - Control circuit for input-output terminal of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LSI(大規模集積回路)の動作検証を行う半導体装置の入出力端子制御回路に関するものである。 The present invention relates to an input / output terminal control circuit of a semiconductor device that performs operation verification of an LSI (Large Scale Integrated circuit).
近年、LSIの微細化技術の進歩により高密度化が進み、現在では1つのLSI上に複数の処理機能を有したシステムLSIが製品化されている。システムLSIの機能の複雑化に伴って機能評価を行うテスト手法は複雑化し、テスト時に必要となるテスト専用回路はLSI全体において面積増加の一因となっている。 In recent years, with the progress of LSI miniaturization technology, the density has been increased, and at present, a system LSI having a plurality of processing functions on one LSI has been commercialized. As the functions of the system LSI become more complicated, the test method for performing the function evaluation becomes more complicated, and the dedicated test circuit required for the test contributes to an increase in the area of the entire LSI.
例えば、テスト時の入出力端子制御は、テスト項目ごとの制御が必要とされ、それらはテストモード信号などの内部信号により制御を行う論理回路によって実現される。しかしシステムの複雑化が進み、テスト項目が増加する現在のLSIにおいては、入出力端子制御回路は、LSI規模の増大とともに面積が増加し、LSIの高速化に反して遅延量が増大する。そこで、面積と遅延量を減少することができる入出力端子制御として、シフトレジスタを用いた制御が提案されている(例えば特許文献1参照)。 For example, input / output terminal control at the time of testing requires control for each test item, which is realized by a logic circuit that performs control by an internal signal such as a test mode signal. However, in the current LSI, where the complexity of the system advances and the number of test items increases, the area of the input / output terminal control circuit increases as the LSI scale increases, and the amount of delay increases against the speeding up of the LSI. Therefore, control using a shift register has been proposed as input / output terminal control capable of reducing the area and the delay amount (see, for example, Patent Document 1).
図4は従来の入出力端子制御回路を示しており、シフトレジスタを用いて外部からの方向制御信号をシリアル入力し、それぞれの端子の方向制御を行っている。図4において、100は入出力端子、101は入出力制限付き出力側バッファ、102は入力側バッファ、103はテスト時と実動作時とで入出力制御ラインを分けるセレクタ、105は通常動作時の入出力制御ライン、106は外部端子114から供給される方向制御信号に基づいて入出力端子100に対する方向制御を行う方向制御用レジスタである。方向制御用レジスタ106はそれぞれシリアル接続によりスキャンチェーンを構成し、外部端子114から方向制御信号が入力されるとシフト動作し、シフト動作によって入出力端子100の入出力方向を一方向に設定する。
FIG. 4 shows a conventional input / output terminal control circuit, which uses a shift register to serially input a direction control signal from the outside and controls the direction of each terminal. In FIG. 4, 100 is an input / output terminal, 101 is an output side buffer with input / output restriction, 102 is an input side buffer, 103 is a selector that divides input / output control lines between test and actual operation, and 105 is in normal operation An input /
しかし、従来の入出力端子制御回路は、入出力端子を入力から出力方向、または出力から入力方向への切り替えにおいて、シフトレジスタの値を再設定するためのシフト動作が必要であるため、入出力端子の入出力方向の設定に時間がかかり、方向制御の連続切り替えを行うことができない。このため、テスト時に入出力端子の入出力方向を頻繁に切り替えなければならないテストでは、切り替え回数に比例してテスト時間が増大するという問題が発生する。このため、入出力方向が設定されるまでの時間を許容しない端子の切り替え制御(連続切り替え制御)を必要とするテストにおいては、従来の入出力端子制御回路は利用できない。 However, the conventional input / output terminal control circuit requires a shift operation to reset the value of the shift register when switching the input / output terminal from input to output direction or from output to input direction. It takes time to set the input / output direction of the terminal, and continuous switching of direction control cannot be performed. For this reason, in the test in which the input / output direction of the input / output terminals must be frequently switched during the test, there is a problem that the test time increases in proportion to the number of times of switching. Therefore, the conventional input / output terminal control circuit cannot be used in a test that requires terminal switching control (continuous switching control) that does not allow time until the input / output direction is set.
現在のシステムLSIのテスト時では、入出力端子の連続切り替え制御が必要になる場合があり、例えばアイソレーションテスト(内部ブロック抜き出しテスト)が挙げられる。大規模化したシステムLSIにおいて、1チップとして全ての動作保証を行うためには膨大な量の実動作パターンが必要となり、テスタへの容量負荷やテスト時間を考慮すると現実的ではない。そのため、内部の機能ブロック単体を入出力端子へ抜き出し、単体検証を行うことで動作保証を行う方法が用いられている。このアイソレーションテストは、内部の機能ブロックのピンを入出力端子に接続することになるが、入出力端子数が内部ブロックのピン数より少ない場合は1対1で接続することはできない。そのような場合、1つの入出力端子の入力側と出力側それぞれに内部ブロックのピンを接続し、内部の方向制御信号を用いて内部データの入出力に同期させた連続切り替えを行うことで回避できる。しかしながら、従来のシフトレジスタを用いた方向制御では入出力端子の連続切り替え制御が不可能であるため、上述した仕様の回避を行うことができない。 At the time of testing the current system LSI, there are cases where continuous switching control of input / output terminals may be required, for example, an isolation test (internal block extraction test). In a large-scale system LSI, an enormous amount of actual operation patterns are required to guarantee all operations as a single chip, which is not realistic considering the capacity load on the tester and the test time. For this reason, a method is used in which operation is guaranteed by extracting a single internal functional block to an input / output terminal and performing unit verification. In this isolation test, the pins of the internal functional block are connected to the input / output terminals, but when the number of input / output terminals is smaller than the number of pins of the internal block, they cannot be connected one-to-one. In such a case, connect the pin of the internal block to the input side and output side of one input / output terminal, and use the internal direction control signal to perform continuous switching synchronized with the input / output of internal data it can. However, in the direction control using the conventional shift register, the continuous switching control of the input / output terminals is impossible, and thus the above-described specification cannot be avoided.
本発明は上記従来の問題を解決するものであって、テスト時に入出力端子の連続切り替えを行うことができる半導体装置の入出力端子制御回路を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide an input / output terminal control circuit for a semiconductor device capable of continuously switching input / output terminals during a test.
本発明の半導体装置の入出力端子制御回路は、半導体装置に含まれるテスト対象ブロックと入出力端子との接続を双方向に切り替える半導体装置の入出力端子制御回路であって、外部から供給される方向制御信号に基づいて前記入出力端子に対する方向制御を行うレジスタと、前記テスト対象ブロックから供給される方向制御信号と前記外部から供給される方向制御信号とを選択する選択手段と、選択された方向制御信号に基づいて前記入出力端子の入出力方向を切り替える切り替え制御手段とを備える。 An input / output terminal control circuit for a semiconductor device according to the present invention is an input / output terminal control circuit for a semiconductor device that switches a connection between a test target block and an input / output terminal included in the semiconductor device bidirectionally, and is supplied from the outside. A register that performs direction control on the input / output terminal based on a direction control signal, a selection unit that selects a direction control signal supplied from the block to be tested and a direction control signal supplied from the outside; Switching control means for switching the input / output direction of the input / output terminal based on a direction control signal.
上記構成によれば、入出力端子の方向制御をテスト対象ブロックから供給される方向制御信号に用いて行うことができるため、方向制御にレジスタのシフト動作が不要となり、テスト対象ブロックの内部データ信号の切り替わりに同期して入出力端子の連続切り替えが可能となる。 According to the above configuration, since the direction control of the input / output terminals can be performed using the direction control signal supplied from the test target block, the register shift operation is not necessary for the direction control, and the internal data signal of the test target block The input / output terminals can be switched continuously in synchronism with the switching.
さらに、本発明の半導体装置の入出力端子制御回路は、前記テスト対象ブロックから供給される方向制御信号を外部から制御可能なレジスタを備える。 Furthermore, the input / output terminal control circuit of the semiconductor device according to the present invention includes a register capable of externally controlling a direction control signal supplied from the test target block.
上記構成によれば、方向制御信号を外部から制御可能なレジスタを備えることで、テスト対象ブロックから供給される方向制御信号を外部から任意のタイミングで制御することができる。 According to the above configuration, the direction control signal supplied from the test target block can be controlled from the outside at an arbitrary timing by providing the register capable of controlling the direction control signal from the outside.
さらに、本発明の半導体装置の入出力端子制御回路は、前記レジスタをそれぞれ同一スキャンチェーン上で接続する。 Furthermore, the input / output terminal control circuit of the semiconductor device of the present invention connects the registers on the same scan chain.
上記構成によれば、入出力端子に対する方向制御を行うレジスタ及び方向制御信号を外部から制御可能なレジスタをそれぞれ同一スキャンチェーン上で接続することで、外部端子数に制限がある場合でも外部制御可能なレジスタの配置を可能にし、外部から任意のタイミングで制御することができる。 According to the above configuration, external control is possible even when the number of external terminals is limited by connecting a register for controlling the direction of input / output terminals and a register for controlling the direction control signal from the outside on the same scan chain. This makes it possible to arrange the registers and control them from the outside at an arbitrary timing.
本発明によれば、入出力端子の方向制御をテスト対象ブロックから供給される方向制御信号に用いて行うことができるため、方向制御にレジスタのシフト動作が不要となり、テスト対象ブロックの内部データ信号の切り替わりに同期して入出力端子の連続切り替えが可能となる。 According to the present invention, since the direction control of the input / output terminals can be performed using the direction control signal supplied from the test target block, the register shift operation is not necessary for the direction control, and the internal data signal of the test target block The input / output terminals can be switched continuously in synchronism with the switching.
また、本発明によれば、方向制御信号を外部から制御可能なレジスタを備えることで、テスト対象ブロックから供給される方向制御信号を外部から任意のタイミングで制御することができる。 In addition, according to the present invention, the direction control signal supplied from the test target block can be controlled from the outside at an arbitrary timing by providing the register capable of controlling the direction control signal from the outside.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施の形態1の入出力端子制御回路の構成を示すブロック図である。図1において、100は入出力端子、101は入出力制限付き出力側バッファ、102は入力側バッファ、103はテスト時と実動作時とで入出力制御ラインを分けるセレクタ、105は通常動作時の入出力制御ライン、106は外部端子114から供給される方向制御信号に基づいて入出力端子100に対する方向制御を行う方向制御用レジスタ、107は内部システムからの入出力制御ラインである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an input / output terminal control circuit according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 100 is an input / output terminal, 101 is an output side buffer with input / output restriction, 102 is an input side buffer, 103 is a selector that divides input / output control lines between a test time and an actual operation, and 105 is a normal operation time. An input /
201はテスト時に双方向制御を必要としないテスト対象ブロックであり、テスト時にはテストモード信号301を”1”に設定して、ブロックのテストを行う。テストモード信号301はテスト対象ブロック201を単体検証することを示す信号であり、外部端子から入力される方向制御信号及び内部ブロックで生成された方向制御信号を用いる。テスト対象ブロック201は、テスト時に入出力端子100の方向制御を行う方向制御信号を出力しないので、外部端子から入力される方向制御信号によりシフト動作する方向制御用レジスタ106により入出力端子100の方向制御を行う。
方向制御用レジスタ106は他の入出力端子の方向制御用レジスタとシリアル接続されてスキャンチェーンを構成し、外部端子114から方向制御信号が入力されるとシフト動作し、シフト動作によって入出力端子100の入出力方向を一方向に設定する。
The
202はテスト時に双方向制御を必要とするテスト対象ブロックであり、テスト時にはテストモード信号302を”1”に設定して、ブロックのテストを行う。テストモード信号302はテスト対象ブロック202を単体検証することを示す信号であり、外部端子から入力される方向制御信号及び内部ブロックで生成される方向制御信号を用いる。テスト対象ブロック202は、テスト時に入出力端子100の方向制御を行う入出力端子制御信号104を出力するので、入出力端子制御信号104により入出力端子100の方向制御を行う。
204はテストモード信号により入出力端子100とテスト対象ブロックとの間にデータラインを形成するものであり、通常時は通常動作時接続ブロック203を選択する。
上記構成において、テスト対象ブロック202からの入出力端子制御信号104は、一方にテストモード信号302が入力されたアンドゲート112の他方に入力される。アンドゲート112の出力は内部システムからの入出力制御ライン107として、一方に方向制御用レジスタ106が接続されたオアゲート111の他方に接続される。オアゲート111の出力は、一方に通常時の入出力制御ライン105が接続されたセレクタ103の他方に接続される。セレクタ300の出力は入出力端子100の入出力方向を切り替える切り替え制御部(出力側バッファ101、入力側バッファ102)に接続され、セレクタ制御信号300により通常動作時の入出力制御ライン105または内部システムからの入出力制御ライン107が選択されて切り替え制御部へ出力される。
In the above configuration, the input / output
次に、テスト対象ブロック201をテストする場合について説明する。テスト対象ブロック201のテスト時にはテストモード信号301を”1”に設定してテスト対象ブロック選択回路204にテスト対象ブロック201を選択させる。これによりテスト対象ブロック201と入出力端子100との間にデータラインが形成される。テスト対象ブロック201は方向制御信号を出力しないでの、入出力端子100の方向制御は方向制御用レジスタ106で行う。
Next, a case where the
テスト対象ブロック202のテスト時以外はテストモード信号302は”0”に設定されるため、入出力端子制御信号104はアンドゲート112でマスクされ、オアゲート111により方向制御用レジスタ106の出力が有効になり、方向制御用レジスタ106で入出力端子100の方向制御を行うことができる。
Since the
次に、テスト対象ブロック202をテストする場合について説明する。テスト対象ブロック202のテスト時にはテストモード信号302を”1”に設定してテスト対象ブロック選択回路204にテスト対象ブロック202を選択させる。これによりテスト対象ブロック202と入出力端子100との間にデータラインが形成される。テスト対象ブロック202は方向制御信号を出力するので、入出力端子100の方向制御は入出力端子制御信号104で行う。
Next, a case where the
テストモード信号302は”1”に設定されるため、入出力端子制御信号104がアンドゲート112により有効になる。方向制御用レジスタ106に外部入力端子104から設定値”0”を設定することで、アンドゲート112の出力が有効になるため、テスト対象ブロック202のデータ入出力(テスタとの入出力等)に同期させて入出力端子100の方向制御を行うことができる。
Since the
本実施形態によれば、方向制御用レジスタを用いて入出力端子の方向制御を行うことができるとともに、テスト対象ブロックからの方向制御信号を用いて入出力端子の方向制御を行うことができる。 According to this embodiment, the direction control of the input / output terminals can be performed using the direction control register, and the direction control of the input / output terminals can be performed using the direction control signal from the test target block.
図2は本発明の実施の形態2の入出力端子制御回路の構成を示すブロック図である。実施の形態1と同一部分には同一符号を付して説明する。実施の形態1と異なる点は、入出力端子の方向制御をテストモード信号に代えて専用のレジスタを用いて行う点である。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the input / output terminal control circuit according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. The difference from the first embodiment is that the direction control of the input / output terminals is performed using a dedicated register instead of the test mode signal.
テスト対象ブロック202からの入出力端子制御信号104はアンドゲート112の一方に入力され、アンドゲート112の他方には制御信号選択用レジスタ113の出力が入力される。
The input / output terminal control signal 104 from the
制御信号選択用レジスタ113は他の制御信号選択用レジスタとシリアル接続されてスキャンチェーンを構成し、外部端子115から制御選択信号が入力されるとシフト動作し、シフト動作によって入出力端子100の入出力方向を入出力端子制御信号104または方向制御用レジスタ106の出力により一方向に設定する。
The control
アンドゲート112の出力は内部システムからの入出力制御ラインとして、一方に方向制御用レジスタ106が接続されたオアゲート111の他方に接続される。オアゲート111の出力は、一方に通常時の入出力ライン105が接続されたセレクタ103の他方に接続される。
The output of the AND
次に、テスト対象ブロック201をテストする場合について説明する。テスト対象ブロック201のテスト時にはテストモード信号301を”1”に設定してテスト対象ブロック選択回路204にテスト対象ブロック201を選択させる。これによりテスト対象ブロック201と入出力端子100との間にデータラインが形成される。テスト対象ブロック201は方向制御信号を出力しないでの、入出力端子100の方向制御は方向制御用レジスタ106で行う。
Next, a case where the
入出力端子制御信号104は、制御信号選択用レジスタ113の設定値によりアンドゲート112でマスク可能であるため、テスト対象ブロック201のテスト時は設定値を”0”に設定することで、オアゲート111により方向制御用レジスタ106の出力が有効になり、方向制御用レジスタ106で入出力端子100の方向制御を行うことができる。
Since the input / output
次に、テスト対象ブロック202をテストする場合について説明する。テスト対象ブロック202のテスト時にはテストモード信号302を”1”に設定してテスト対象ブロック選択回路204にテスト対象ブロック202を選択させる。これによりテスト対象ブロック202と入出力端子100との間にデータラインが形成される。
Next, a case where the
テスト対象ブロック202は方向制御信号を出力するので、入出力端子100の方向制御を入出力端子制御信号104で行う場合は、制御信号選択用レジスタ113の設定値を”1”に設定し、方向制御用レジスタ106の設定値を”0”に設定して、入出力端子制御信号104を有効する。
Since the
また、テスト対象ブロック202のテスト時、入出力端子100を一方向に固定したい場合は、テスト対象ブロック201のテスト時と同様に、制御信号選択用レジスタ113の設定値を”0”に設定し、アンドゲート112により入出力端子制御信号104をマスクする。
When the
本実施形態によれば、方向制御用レジスタを用いて入出力端子の方向制御を行うことができるとともに、テスト対象ブロックからの方向制御信号を用いて入出力端子の方向制御を行うことができる。さらに、制御信号選択用レジスタを備えることで、テスト対象ブロックから供給される方向制御信号を外部から任意のタイミングで制御することができる。 According to this embodiment, the direction control of the input / output terminals can be performed using the direction control register, and the direction control of the input / output terminals can be performed using the direction control signal from the test target block. Furthermore, by providing the control signal selection register, the direction control signal supplied from the test target block can be controlled from the outside at an arbitrary timing.
図3は本発明の実施の形態3の入出力端子制御回路の構成を示すブロック図である。実施の形態2と同一部分には同一符号を付して説明する。実施の形態2と異なる点は、制御信号選択用レジスタ113を方向制御用レジスタ106と同一のスキャンチェーン上で接続した点である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the input / output terminal control circuit according to the third embodiment of the present invention. The same parts as those in the second embodiment will be described with the same reference numerals. The difference from the second embodiment is that the control
入出力端子の方向制御は、実施の形態2と同様に、制御信号選択用レジスタ113及び方向制御用レジスタ106に設定値を設定することで行う。設定値は外部端子116から入力される制御選択信号によりレジスタをシフト動作させて設定する。
The direction control of the input / output terminals is performed by setting set values in the control
本実施形態によれば、方向制御用レジスタを用いて入出力端子の方向制御を行うことができるとともに、テスト対象ブロックからの方向制御信号を用いて入出力端子の方向制御を行うことができる。さらに、制御信号選択用レジスタを備えることで、テスト対象ブロックから供給される方向制御信号を外部から任意のタイミングで制御することができる。さらに、レジスタをそれぞれ同一スキャンチェーン上で接続することで、外部端子数に制限がある場合でも外部制御可能なレジスタの配置を可能にする。 According to this embodiment, the direction control of the input / output terminals can be performed using the direction control register, and the direction control of the input / output terminals can be performed using the direction control signal from the test target block. Furthermore, by providing the control signal selection register, the direction control signal supplied from the test target block can be controlled from the outside at an arbitrary timing. Furthermore, by connecting the registers on the same scan chain, it is possible to arrange registers that can be controlled externally even when the number of external terminals is limited.
100 入出力端子
101 出力側バッファ
102 入力側バッファ
103 セレクタ
104 入出力端子制御信号
105 通常動作時の入出力制御ライン
106 方向制御用レジスタ
107 内部システムからの入出力制御ライン
111 オアゲート
112 アンドゲート
113 制御信号選択用レジスタ
114、115、116 外部入力端子
201、202 テスト対象ブロック
203 通常動作時接続ブロック
204 テスト対象ブロック選択回路
300 セレクタ制御信号
301、302 テストモード信号
DESCRIPTION OF
Claims (3)
外部から供給される方向制御信号に基づいて前記入出力端子に対する方向制御を行うレジスタと、
前記テスト対象ブロックから供給される方向制御信号と前記外部から供給される方向制御信号とを選択する選択手段と、
選択された方向制御信号に基づいて前記入出力端子の入出力方向を切り替える切り替え制御手段と、
を備える半導体装置の入出力端子制御回路。 An input / output terminal control circuit for a semiconductor device that switches a connection between a test target block and an input / output terminal included in the semiconductor device bidirectionally,
A register that performs direction control on the input / output terminal based on a direction control signal supplied from the outside;
Selecting means for selecting a direction control signal supplied from the test target block and a direction control signal supplied from the outside;
Switching control means for switching the input / output direction of the input / output terminal based on the selected direction control signal;
An input / output terminal control circuit for a semiconductor device.
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